रोबोट बनाने में समय, तकनीकी कौशल, सही सामग्री - और कभी-कभी, थोड़ी सी फफूंद लगती है।

नए रोबोटों की एक जोड़ी बनाने में, कॉर्नेल शोधकर्ताओं ने एक अप्रत्याशित घटक की खेती की है, जो प्रयोगशाला में नहीं बल्कि जंगल के फर्श पर पाया गया: फंगल मायसेलिया।मायसेलिया के जन्मजात विद्युत संकेतों का उपयोग करके, शोधकर्ताओं ने "बायोहाइब्रिड" रोबोट को नियंत्रित करने का एक नया तरीका खोजा है जो संभावित रूप से अपने विशुद्ध सिंथेटिक समकक्षों की तुलना में अपने पर्यावरण पर बेहतर प्रतिक्रिया कर सकता है।

टीम का पेपर, "फंगल मायसेलिया के इलेक्ट्रोफिजियोलॉजिकल मापन द्वारा मध्यस्थता वाले रोबोटों का सेंसरिमोटर नियंत्रण,"प्रकाशित हैमेंविज्ञान रोबोटिक्स.मुख्य लेखक आनंद मिश्रा हैं, जो कॉर्नेल इंजीनियरिंग में मैकेनिकल और एयरोस्पेस इंजीनियरिंग के प्रोफेसर और पेपर के वरिष्ठ लेखक रॉब शेफर्ड के नेतृत्व वाली ऑर्गेनिक रोबोटिक्स लैब में एक शोध सहयोगी हैं।

शेफर्ड ने कहा, "यह पेपर उन कई पेपरों में से पहला है जो रोबोटों को उनकी स्वायत्तता के स्तर में सुधार करने के लिए पर्यावरणीय संवेदना और कमांड सिग्नल प्रदान करने के लिए फंगल साम्राज्य का उपयोग करेगा।""रोबोट के इलेक्ट्रॉनिक्स में मायसेलियम विकसित करके, हम बायोहाइब्रिड मशीन को पर्यावरण को समझने और प्रतिक्रिया करने की अनुमति देने में सक्षम थे। इस मामले में हमने इनपुट के रूप में प्रकाश का उपयोग किया, लेकिन भविष्य में यह रासायनिक हो जाएगा। भविष्य की संभावनारोबोट पंक्तिबद्ध फसलों में मिट्टी के रसायन को समझ सकते हैं और निर्णय ले सकते हैं कि अधिक उर्वरक कब डालना है, उदाहरण के लिए, शायद हानिकारक शैवाल खिलने जैसे कृषि के डाउनस्ट्रीम प्रभावों को कम करना।

कल के रोबोटों को डिज़ाइन करने में, इंजीनियरों ने उनसे कई संकेत लिए हैंपशु साम्राज्य, ऐसी मशीनों के साथ जो जीवित प्राणियों के चलने के तरीके की नकल करती हैं, उनके पर्यावरण को समझती हैं और यहां तक ​​कि पसीने के माध्यम से उनके आंतरिक तापमान को भी नियंत्रित करती हैं।कुछ रोबोटों में जीवित सामग्री शामिल होती है, जैसे मांसपेशियों के ऊतकों की कोशिकाएं, लेकिन वेजटिल जैविक प्रणालियाँइन्हें स्वस्थ और क्रियाशील बनाए रखना कठिन है।आख़िरकार, रोबोट को जीवित रखना हमेशा आसान नहीं होता है।

माइसिलिया मशरूम का भूमिगत वानस्पतिक हिस्सा है और इसके कई फायदे हैं।वे कठोर परिस्थितियों में भी विकसित हो सकते हैं।उनमें रासायनिक और जैविक संकेतों को समझने और कई इनपुट पर प्रतिक्रिया देने की क्षमता भी होती है।

"यदि आप एक सिंथेटिक सिस्टम के बारे में सोचते हैं - मान लीजिए, कोई निष्क्रिय सेंसर - तो हम इसे केवल एक उद्देश्य के लिए उपयोग करते हैं। लेकिन जीवित सिस्टम स्पर्श पर प्रतिक्रिया करते हैं, वे प्रकाश पर प्रतिक्रिया करते हैं, वे गर्मी पर प्रतिक्रिया करते हैं, वे कुछ अज्ञात पर भी प्रतिक्रिया करते हैं,संकेतों की तरह, “मिश्रा ने कहा।"इसलिए हम सोचते हैं, ठीक है, यदि आप भविष्य के रोबोट बनाना चाहते हैं, तो वे अप्रत्याशित वातावरण में कैसे काम कर सकते हैं? हम इन जीवित प्रणालियों का लाभ उठा सकते हैं, और कोई भी अज्ञात इनपुट आता है, रोबोट उस पर प्रतिक्रिया देगा।"

हालाँकि, मशरूम और रोबोट को एकीकृत करने का तरीका खोजने के लिए केवल तकनीकी समझ और हरी झंडी से कहीं अधिक की आवश्यकता होती है।

"आपके पास एक पृष्ठभूमि होनी चाहिएमैकेनिकल इंजीनियरिंग, इलेक्ट्रॉनिक्स, कुछ माइकोलॉजी, कुछ न्यूरोबायोलॉजी, कुछ प्रकार की सिग्नल प्रोसेसिंग," मिश्रा ने कहा। "ये सभी क्षेत्र इस तरह की प्रणाली बनाने के लिए एक साथ आते हैं।"

मिश्रा ने कई अंतःविषय शोधकर्ताओं के साथ सहयोग किया।उन्होंने न्यूरोबायोलॉजी और व्यवहार में वरिष्ठ शोध सहयोगी ब्रूस जॉनसन से परामर्श किया और सीखा कि इसे कैसे रिकॉर्ड किया जाएविद्युत संकेतजो माइसेलिया झिल्ली में न्यूरॉन जैसे आयनिक चैनलों में ले जाए जाते हैं।कॉलेज ऑफ एग्रीकल्चर एंड लाइफ साइंसेज में स्कूल ऑफ इंटीग्रेटिव प्लांट साइंस में प्लांट पैथोलॉजी और प्लांट-माइक्रोब बायोलॉजी के एसोसिएट प्रोफेसर कैथी हॉज ने मिश्रा को सिखाया कि स्वच्छ मायसेलिया संस्कृतियों को कैसे विकसित किया जाए, क्योंकि जब आप होते हैं तो संदूषण काफी चुनौती बन जाता है।फंगस में इलेक्ट्रोड चिपकाना।

मिश्रा द्वारा विकसित प्रणाली में एक विद्युत इंटरफ़ेस शामिल है जो कंपन और विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप को रोकता है और वास्तविक समय में मायसेलिया की इलेक्ट्रोफिजियोलॉजिकल गतिविधि को सटीक रूप से रिकॉर्ड और संसाधित करता है, और केंद्रीय पैटर्न जनरेटर से प्रेरित एक नियंत्रक - एक प्रकार का तंत्रिका सर्किट होता है।अनिवार्य रूप से, सिस्टम कच्चे विद्युत सिग्नल को पढ़ता है, इसे संसाधित करता है और माइसेलिया की लयबद्ध स्पाइक्स की पहचान करता है, फिर उस जानकारी को डिजिटल नियंत्रण सिग्नल में परिवर्तित करता है, जिसे रोबोट के एक्चुएटर्स को भेजा जाता है।

दो बायोहाइब्रिड रोबोट बनाए गए: एक मकड़ी के आकार का नरम रोबोट और एक पहिये वाला बॉट।

रोबोटों ने तीन प्रयोग पूरे किये।पहले में, माइसेलिया के सिग्नल में प्राकृतिक निरंतर स्पाइक्स की प्रतिक्रिया के रूप में, रोबोट क्रमशः चलते और लुढ़कते थे।फिर शोधकर्ताओं ने रोबोटों को पराबैंगनी प्रकाश से उत्तेजित किया, जिससे उनकी चाल बदल गई, जिससे माइसेलिया की उनके पर्यावरण पर प्रतिक्रिया करने की क्षमता का प्रदर्शन हुआ।तीसरे परिदृश्य में, शोधकर्ता माइसेलिया के मूल संकेत को पूरी तरह से ओवरराइड करने में सक्षम थे।

इसके निहितार्थ रोबोटिक्स और कवक के क्षेत्र से कहीं आगे तक जाते हैं।

मिश्रा ने कहा, "इस तरह की परियोजना सिर्फ एक रोबोट को नियंत्रित करने के बारे में नहीं है।""यह जीवित प्रणाली के साथ सच्चा संबंध बनाने के बारे में भी है। क्योंकि एक बार जब आप सिग्नल सुनते हैं, तो आप यह भी समझ जाते हैं कि क्या हो रहा है। हो सकता है कि वह सिग्नल किसी प्रकार के तनाव से आ रहा हो। इसलिए आप भौतिक प्रतिक्रिया देख रहे हैं, क्योंकि वेसंकेत हम कल्पना नहीं कर सकते, लेकिनरोबोटएक विज़ुअलाइज़ेशन बना रहा है।"सह-लेखकों में जॉनसन, हॉज, फ्लोरेंस विश्वविद्यालय, इटली के जेसेक किम और स्नातक अनुसंधान सहायक हन्ना बगदादी शामिल हैं।

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